Questões de Concurso Sobre cinética e cálculo de reatores em engenharia química e química industrial

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Q63537 Engenharia Química e Química Industrial

ESTUDO DE CASO

Você acabou de ser contratado para dar continuidade ao desenvolvimento e implantação de um processo em uma grande indústria química. O processo será basicamente a produção do composto c a partir da reação dos componentes a e b, subprodutos desta indústria. A reação entre a e b, que possuem mesma massa molecular , é uma reação endotérmica e ocorre em fase líquida a 24 °C, obedecendo a seguinte estequiometria:
                       a + b → c                                                  ∆Hreação = 40 kJ/(kg de c formado)


O diagrama do processo a ser implantado está representado abaixo.




Os componentes a e b estão estocados nos tanques T1 e T2 respectivamente. Depois de misturados em temperatura ambiente a corrente resultante (4) é misturada com uma corrente de reciclo (14) e alimentada no reator (corrente 5). Na reação, todo componente b presente no reator é consumido. A saída do reator (corrente 6) é então misturada com um solvente (componente d), proveniente do tanque de estocagem T3 e da saída do reciclo proveniente da coluna de destilação C, e alimentada no decantador D (corrente 7). Os componentes d e a são totalmente imiscíveis e o componente c particiona preferencialmente para fase rica no componente d seguindo para a destilação (correntes 8 e 9). A fase de fundo do decantador, rica no componente a, é reciclada para o reator (corrente 14). Na destilação os componentes c e d são separados, a corrente mais pesada, rica em d (corrente 13) é reciclada para a entrada do decantador. A corrente 11 é a corrente de produto do processo. As concentrações das correntes de entrada e saída do processo, bem como as correntes da coluna de destilação estão descritas na tabela abaixo



Em um teste preliminar para avaliar o sistema de agitação do reator R, seu volume foi completamente preenchido com água pura Imagem 073.jpg e então foi posto em operação, atingindo o regime permanente com vazões de entrada e saída iguais a 500 L/min também de água pura. Em um determinado instante (t = 0), um traçador colorido foi misturado a corrente de entrada, a concentração de traçador nesta corrente passou, então, a ser Imagem 074.jpg Determine quanto tempo após o instante t = 0, a concentração do traçador na corrente de saída seria 60% de Imagem 075.jpgse a agitação do reator R fosse ideal.


Imagem 076.jpg


Alternativas
Q63531 Engenharia Química e Química Industrial
A destruição da camada de ozônio que ocorre na estratosfera, onde a incidência de raios UV são maiores, obedece às seguintes reações:

Imagem 056.jpg

I. A reação resultante do mecanismo representado pelas equações 2 e 3 Imagem 057.jpg

II. Esta é uma reação catalítica que ocorre da presença de radiação ultravioleta tendo o CImagem 058.jpg.como catalisador.

III. Uma mesma molécula de cloro pode catalisar a destruição de muitas moléculas de Imagem 059.jpg já que a mesma não é consumida na reação.

IV. Como esta reação é reversível, na mesma proporção que o ozônio é convertido em gás oxigênio, o gás oxigênio é convertido em gás ozônio.

V. A camada de ozônio esta sendo destruída principalmente devido ao aumento do efeito estufa no planeta.

É correto o que se afirma em:

Alternativas
Q63526 Engenharia Química e Química Industrial
Considere as afirmações abaixo sobre reatores de fluxo empistonados (PFR).

I. Para um reator PFR operando em regime permanente de volume igual a 3 litros e vazão volumétrica de alimentação e saída igual a 1 L/min, o tempo de residência médio dos elementos de volume é igual a 20 s.

II. Um regime de escoamento turbulento provoca uma melhor mistura dos reagentes no interior do reator PFR.

Uma perturbação do tipo degrau, no tempo t1, na concentração de determinada substância da corrente de alimentação de um reator PFR ideal, sem reação química em seu interior, com volume V (L), com vazão F (L/min) e operando em regime permanente, implica em igual perturbação na concentração desta substância da corrente de saída exatamente (V/F) min após Imagem 052.jpg

IV. A resistência à adição ou à retirada de calor do meio reacional em um reator PFR será menor quando o regime de escoamento for laminar se comparado com o regime escoamento turbulento, no interior do reator.

V. Um inconveniente na operação de um reator PFR é a necessidade de descarregá-lo para retirar os produtos e carregá-lo novamente para repor os reagentes a cada nova batelada de processo.

Sobre esse tipo de reator, é correto o que se afirma APENAS em:

Alternativas
Q63525 Engenharia Química e Química Industrial
Em um estudo de cinética química para obter-se a energia de ativação de uma reação, dez experimentos foram feitos determinando-se a constante da taxa de reação em temperaturas distintas. Os resultados obtidos foram plotados na forma: 1/T (inverso da temperatura em K) vs ln(k) (logaritmo da constante da taxa de reação), obtendose uma correlação linear:
Imagem 050.jpg. Determine a energia de ativação da reação com base na correlação apresentada, sabendo que esta reação segue a equação de Arrhenius.

Imagem 051.jpg


Alternativas
Q63506 Engenharia Química e Química Industrial
Calcule a vazão volumétrica de ar (em L/min a 300 K e 1 atm) necessária para obter-se a combustão completa de uma mistura com vazão molar de 10 mol/min com 40% (mol/mol) de etano e 60% (mol/mol) de propano. Considere que o ar é uma mistura de gases ideais contendo 20% de oxigênio em porcentagem molar.

Alternativas
Ano: 2004 Banca: ESAF Órgão: MPU
Q1213885 Engenharia Química e Química Industrial
O crescimento celular num reator batelada ocorre em quatro estágios na seguinte ordem: 
Alternativas
Respostas
79: D
80: B
81: C
82: C
83: E
84: E